一种煤层气用低温淡水基压裂转向液及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明是关于一种压裂转向液，具体是指一种适用于沁水地区煤层气用低温淡水 基压裂转向液及应用。
【背景技术】
[0002] 压裂转向液是用于完井过程中提高地层孔隙度、提高产量的必备材料之一。调研 20余篇文献，对比国内外专项压裂技术及现有转向压裂技术现状目前国内转向压裂液主要 是以固体颗粒为主。2000年严锦根等研制了一种水溶性暂堵剂YJDII，主要成分为无机盐 类和有机酸类。2000年胡永全等提出堵老缝、压新缝的重复压裂技术，为此，开发了一种 老裂缝堵剂XNCQ-PG，同时提出了重复压裂的配套工艺：控制缝高压裂技术和尖部脱砂压 裂技术。2003年杨宝泉研发出暂堵剂ZD-1，该暂堵剂为浅黄色颗粒，粒径为2~4mm，密 度0. 9~1.lg/cm3,24h的水溶率达98%以上，24h酸溶率小于1%，抗压强度为20MPa以上。 2004年王清刚等研制了一种高强度水溶性暂堵剂。暂堵剂由水溶性胶、水溶性植物胶、水溶 性改性有机物和密度调节剂合成，暂堵剂为不规则颗粒。
[0003] 通过压裂转向机理调研，2004年刘洪等认为，根据弹性力学理论和岩石破裂准则， 裂缝总是沿着垂直于最小水平应力方向启裂。因此，重复压裂井中的应力场分布决定了重 压新裂缝的启裂和延伸；2005年王永昌等认为暂堵重复压裂技术的实质是先压开旧裂缝， 随后加入暂堵剂进入并有效封堵一定缝长的旧缝，在未被封堵的旧裂缝面压启新裂缝以重 新构建裂缝泄油体系；2008年张旭东提出了多次转向重复压裂技术，即通过多次使用高强 度暂堵剂临时封堵前次裂缝迫使流体转向来达到压开多条裂缝的目的。其技术关键在于 每次投送暂堵剂的数量及每条裂缝的规模控制和裂缝间距的控制，但多次转向重复压裂的 具体工艺模糊；调研20余篇文献，认为转向重复压裂暂堵是对原有裂缝及已加沙缝，或炮 眼或高渗透带形成高强度暂堵，压裂液无法深入高渗透层，缝内压力升高，迫使天然裂缝开 启，促使裂缝转向。提高裂缝内压力是实现裂缝转向的必要条件，而暂堵剂的加入，可以提 高缝内压力。暂堵剂颗粒进入原有裂缝或高渗透层连通的井筒的炮眼，部分进入地层中的 裂缝端部或高渗透层，在炮眼处和高渗透带产生滤饼桥堵，使后续工作液不能向裂缝和高 渗透带进入。转向压裂取得成功的关键有两点，一是暂堵剂在裂缝中形成的桥堵具有足够 强度，使缝内压力快速上升到一定值；二是老裂缝壁面处存在应力薄弱点，以利于裂缝转 向。
[0004]目前现有的转向液大多是颗粒固体转向，而且都是油层方面的研究，没有用于煤 层气储层的转向剂。固体颗粒封堵大漏失通道，压裂液无法深入高渗透层，缝内压力升高， 迫使天然裂缝开启，促使裂缝转向。
[0005] 为了更好地解决压裂转向中的困难，本压裂转向液粒度分布15~150iim，自匹配 封堵不同形状的地下漏失通道；封堵强度高，现场应用最高承压38MPa;与油气水不同流体 配伍性好；强剪切稀释特性，高效悬浮携带支撑剂；无毒，自降解，对储层保护效果明显。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于针对现有煤层气层完井过程中，现有压裂转向暂堵材料存在与 漏失通道匹配难、气体型流体现场动用设备多等不足，提供一种适用于沁水地区煤层气用 低温淡水基压裂转向液及制备和应用，解决煤层气完井过程中的漏失问题和转向不可控等 问题。
[0007] 本发明所述的适用于沁水地区煤层气用低温淡水基压裂转向液，该煤层气用低温 淡水基压裂转向液由淡水、绒毛剂、成核剂、囊层剂、成膜剂、氯化钾、PAC、抑制剂配制而成。
[0008] 根据本发明的优选具体实施方案，本发明的煤层气用低温淡水基压裂转向液中， 所述绒毛剂(增粘剂）由黄原胶与聚乙烯吡咯烷酮配制而成；所述成核剂由十二烷基二甲基 氧化胺与a-烯基磺酸钠配制而成；成膜剂由三乙醇胺、乙醇与十二醇配制而成；囊层剂由 羧甲基淀粉与聚阴离子纤维素配制而成；
[0009] 所述囊层剂中，所述羧甲基淀粉和聚阴离子纤维素在配制时的质量比为3-5 :1 ; 所述绒毛剂中，所述黄原胶、羟丙基胍胶与除氧剂Na2S03在配制时的质量比为2-4 :3-1 :1 ; 所述成核剂中，所述十二烷基磺酸钠、聚氧乙烯辛基苯酚醚、十二烷基二甲基氧化铵和十二 烷基硫酸三乙醇铵盐的配制质量比为1-3 :1 :1 :1 ;所述成膜剂中，所述三乙醇胺、乙醇和 十二醇在配制时的质量比为1 :1 :1_2。
[0010] 以煤层气用低温淡水基压裂转向液中的水基计，该压裂转向液中绒毛剂加量为 0. 2~0. 5g/100g水，成核剂加量为0. 05~0.lg/100g水，成膜剂加量为0. 1~0. 3g/100g 水，囊层剂加量为1. 5~1. 7g/100g水，成核剂加量为0. 03~0. 05g/100g水，抑制剂加量 为0. 1~0. 15g/100g水，氯化钾加量为2~3g/100g水，PAC加量为0. 3g/100g水。
[0011] 所述的煤层气用低温淡水基压裂转向液，该压裂转向液的密度0.85~l.OOg/ cm3,pH值7~9,塑性粘度45~60mPa?s，静态漏失量彡10mL/30min，动态漏失量 彡10mL/30min，岩心渗透率恢复值彡85%。
[0012] 本发明的煤层气用低温淡水基压裂转向液中，所述成核剂主要用于在煤层气用低 温淡水基压裂转向液体系内成核，该成核剂能够降低气液表面张力，包裹随机械作用进入 体相内气体，能够有效在体系中充分形成气核。本发明中的成核剂与现有技术中其它具有 类似作用的处理剂相比，具有用量小、成核作用强的特点，还具有抗盐、抗钙能力强等特性。 并且，本发明的成核剂与一般压裂转向液用处理剂配伍性良好，且该成核剂无毒、无害，为 环境可接受型处理剂。本发明的成核剂适用于小于等于120°C的温度环境，是一种低温成核 剂。
[0013] 本发明的煤层气用低温淡水基压裂转向液中，所述成膜剂主要形成包裹气核的膜 层，初步形成气核结构。本发明中的成膜剂与现有技术中其它具有类似作用的处理剂相比， 不仅能够有效降低气核与连续相间的表面张力，还能够在气核外形成包裹气核的高黏层， 能够有效防止气核内气体逸出，保持气核稳定，提高气核强度。并且，本发明中的成膜剂与 一般压裂转向液用处理剂配伍性良好，且该成膜剂成分为碳水化合物，无毒、无害，为环境 可接受型处理剂。本发明中的成膜剂适用于小于等于120°c的温度环境，是一种低温成膜 剂。
[0014] 本发明的煤层气用低温淡水基压裂转向液中，所述各组成原料均可商购获得，可 选用普通工业产品。
[0015] 本发明还提供了所述的低温淡水基压裂转向液在用于煤层气完井过程中的应用。
[0016] 本发明还提供了一种煤层气完井方法，该方法中利用了本发明所述的煤层气完井 用低温淡水基压裂转向液。
[0017] 煤层气低温淡水基压裂转向液应用于煤层气开采，将处理剂按顺序加入配浆水 中，充分搅拌均匀后，性能满足设计要求，即可进